Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Риск утраты функциональности автомобильных дорог на территориях распространения многолетней (вечной) мерзлоты в связи с прогнозируемыми климатическими изменениями оценивается по величине надежности конструкции дороги с использованием действующих нормативных правовых документов. Количественная оценка риска утраты функциональности выполнена методами вероятностно-статистического моделирования для основных автодорог в зоне вечной мерзлоты. Показано, что в климатических условиях, характерных для криолитозоны России, увеличение температуры воздуха на 1 градус вызывает существенное возрастание риска утраты функциональности автодороги. Изменение контрастности температурного режима является вторым значимым фактором повышения риска.
эксплуатация автодорог, риск нарушения функциональности, вечномерзлые грунты, изменение климата, статистическое моделирование
1. Введение
Автомобильные дороги, расположенные в зонах наличия мерзлых и вечномерзлых грунтов, отличаются особым режимом эксплуатации, связанным со специфическими природно-климатическими условиями. Основным условием обеспечения достаточной функциональности автодороги выступает сохранение определенного постоянного температурного режима грунтов в основании земляного полотна, предусмотренного при ее проектировании и строительстве. Нарушение этого режима в процессе эксплуатации вследствие происходящих и прогнозируемых климатических изменений закономерно приводит к просадкам в основании земляного полотна дороги, и, как следствие, к чрезмерной деформации дорожного покрытия, существенно снижающим функциональность объекта транспортной инфраструктуры вплоть до полной её утраты [1, 2].
Изменение температурного режима вечномерзлых грунтов активизирует на придорожных территориях такие неблагоприятные экологические процессы, как изменение уровня грунтовых вод, локальное заболачивание, деградация растительных комплексов и др. Это негативное влияние на экосистемы, отличающиеся уязвимостью и крайне медленными темпами их самовосстановления [3], по размеру вреда сопоставимо с утратой отдельными участками автодорог своей эксплуатационной функциональности [4]. Поэтому риск утраты эксплуатационной функциональности автодороги на территории криолитозоны неразрывно связан с сопутствующими экологическими рисками.
1. Дроздов В. В., Шабуров С. С. Причины возникновения деформаций автомобильных дорог и мероприятия по снижению их интенсивности с высокотемпературным типом вечной мерзлоты в основаниях земляного полотна на примере строительства автомобильной дороги «Амур» Чита — Хабаровск // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2015; 2: 33–45.
2. Бедрин Е. А., Дубенков А. А. Анализ причин сверхнормативных деформаций на автомобильных дорогах в условиях высокотемпературной мерзлоты (по результатам мониторинга автомобильной дороги «Амур») // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. 2014; 3: 48–52.
3. Якубович А. Н. Прогнозирование периодов восстановления природных комплексов, нарушенных при производстве горных работ // Естественные и технические науки. 2009; 2: 232–236.
4. Якубович И. А., Якубович А. Н. Оценка экологического вреда растительным комплексам Магаданской области при формировании сети временных автодорог // Автотранспортное предприятие. 2012; 3: 49–52.
5. Васильев А. А., Стрелецкая И. Д., Широков Р. С., Облогов Г. Е. Эволюция криолитозоны прибрежно-морской области Западного Ямала при изменении климата // Криосфера Земли. 2011; XV, 2: 56–64.
6. Васильев А. А., Дроздов Д. С., Москаленко Н. Г. Динамика температуры многолетнемерзлых пород Западной Сибири в связи с изменениями климата // Криосфера Земли. 2008; XII, 2: 10–18.
7. Куликов А. И., Куликов М. А., Смирнова И. И. О глубине протаивания почв при изменении климата // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В. Р. Филиппова. 2009; 1: 121–126.
8. Кириллина К. С., Лобанов В. А. Оценка современных климатических изменений температуры воздуха на территории Республики Саха (Якутия) // Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета. 2015; 38: 137–151.
9. Киктев Д. Б., Секстон Д. М., Александер Л. В., Фолланд К. К. Тренды в полях годовых экстремумов осадков и приземной температуры во второй половине XX века // Метеорология и гидрогеология. 2002; 11: 13–24.
10. Груза Г. В., Ранькова Э. Я. Наблюдаемые и ожидаемые изменения климата России: температура воздуха. — М.: Изд-во ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД», 2012. — 195 с.
11. Цаликов Р. Х. Опасности и угрозы для северных территорий Российской Федерации, обусловленные глобальным изменением климата // Обеспечение комплексной безопасности северных регионов Российской Федерации. Материалы научно-практической конференции. Москва, 22 апреля 2008 г. — М.: Изд-во НЦУКС МЧС России, 2008. — С. 8–25.
12. Трофимова И. Е., Макаров С. А., Балыбина А. С., Опекунова М. Ю. Геокриологические риски при современных изменениях климата и техногенных воздействиях на природу // Криосфера Земли. 2010; XIV, 3: 61–68.
13. Трофименко Ю. В., Якубович А. Н. Методика прогнозирования рисков чрезвычайных ситуаций природного характера на сети автомобильных дорог // Безопасность в техносфере. 2015; 2: 73–82.
14. Полищук Ю. М., Полищук В. Ю. Использование геоимитационного моделирования для прогноза изменения размеров термокарстовых озер на севере Западной Сибири // Криосфера Земли. 2016; XX, 2: 32–40.
15. Якубович А. Н., Якубович И. А., Рассоха В. И. Концептуальные основы моделирования самовосстановления экосистем Крайнего Северо-Востока России, нарушенных при сооружении временных автодорог // Вестник Оренбургского государственного университета. 2012; 10: 182–186.
16. Судаков И. А., Бобылёв Л. П., Береснев С. А. Моделирование термического режима вечной мерзлоты при современных изменениях климата // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 7. Геология. География. 2011; 1: 81–88.
17. Анисимов О. А. Вероятностно-статистическое моделирование мощности сезонноталого слоя в условиях современного и будущего климата // Криосфера Земли. 2009; XIII, 3: 36–44.
18. Якубович А. Н., Шек В. М. Управление освоением горнопромышленной территории на основе результатов геомоделирования самовосстановительных процессов природных комплексов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009; 2, 12: 457–463.
19. Трофименко Ю. В., Медведева О. Е., Артеменков А. В., Медведев П. В. Методика оценки эколого-экономической эффективности проектов в сфере дорожного строительства // Безопасность в техносфере. 2015; 4, 4: 56–68.
20. Артеменков А. И., Медведева О. Е., Медведев П. В., Трофименко Ю. В. Оценка общественной (эколого-экономической) эффективности транспортных проектов в России // Вестник Финансового университета. 2015; 4: 45–56.
21. Цыцура А. А., Нечитайло О. Н. Разработка имитационной модели управления экологической безопасностью // Экология и промышленность в России. 2007; 5: 40–42.
22. Пассек В. В., Вербух Н. Ф., Пасков М. В., Палавошев И. Н., Андреев В. С. Стабилизация температурного режима насыпей в районах вечной мерзлоты // Путь и путевое хозяйство. 2015;10: 28–30.
